Python学习记录——Numpy数组的排序与搜索
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简介：
本篇博客详细记录了使用Python中的Numpy库进行数组排序和搜索的操作方法，适合初学者参考。
在Python的科学计算库NumPy中，数组的排序和搜索是数据分析与处理中的重要操作。本篇学习笔记将详细介绍NumPy中的`sort`、`argsort`函数以及拓展功能之一的`where`函数。
首先，介绍的是用于对数组进行升序排列的工具——`sort`函数。它能够把一维或二维数组的数据从小到大排序。例如，在创建一个包含随机元素的一维数组 `a` 后，可以使用 `np.sort(a)` 对其进行升序排序；若需要降序排列，则可以通过先用Python内置的`sorted()`函数并设置参数 `reverse=True` 进行操作后再转换回NumPy数组形式。例如：
```python
import numpy as np
a = np.array([4,5,2,8,22,1,6,9,8,4,7,18,12])
np.sort(a)
sorted_a_descending = np.array(sorted(a))
```
接着是`argsort`函数，它与直接排序不同的是返回数组元素从小到大的索引值。这在某些情况下非常有用，例如查找最小或最大的元素位置。使用 `np.argsort(a)` 即可得到这些索引。
对于二维数组而言，如果要对一个名为`t`的二维随机数组进行操作，则默认调用`sort(t)`时会按行对其进行升序排序；若想要按列排序，则可以设置参数 `axis=0` 。例如：
```python
t = np.array([[3,4,2],[5,9,4],[6,3,2],[4,8,7]])
np.sort(t) # 默认为按行排序
np.sort(t,axis=0) # 按列排序
```
此外，`argsort`在二维数组上同样适用。返回的将是对应元素值从小到大的索引。
再来介绍一个有用的函数——`where`，它类似Excel中的条件判断功能。使用 `np.where(condition, x, y)` 可以根据给定条件返回不同的结果：如果 `condition` 为真，则返回数组 `x` 的内容；否则返回数组 `y` 的内容。例如，在二维随机数组`t`中找到所有大于5的元素，可以写成如下形式：
```python
np.where(t > 5, t, 0)
```
这将产生一个新的数组，其中值超过5的位置保持原数值不变，而其余位置则被置为0。
同样地，使用 `where` 函数也可以用于查找特定元素的索引。例如，在二维数组`t`中找到所有等于8的元素所在位置，可以利用：
```python
np.where(t == 8)
```
综上所述，NumPy提供了多种强大的工具来处理和操作数据：包括基础排序函数 `sort` 和 `argsort`, 以及灵活条件判断功能的 `where`。掌握这些函数能够帮助有效地进行数据分析与预处理工作，并且大大提高代码效率及可读性。
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